沈蒲生主编《混凝土结构设计原理》部分习题解答要点
3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向力设计值N14010,楼层高
4H5.4m,混凝土强度等级为C20,HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸及纵筋面积。
习题3—1属于轴心受压构件的截面设计问题。
已知:N=1400kN,H=5.4m,材料:C20, HRB400,确定柱的截面尺寸及配筋。 【解题要点】: 估算截面面积A。 (1)'1, 1
AN118000mm2 ''0.9(fcfy)bhA343mm
取bh350mm (2)求纵筋总量。
ll01.25H6.75m, 0b19.3, 0.771
'2由式(3-3)得:As2338mm
'220 As2513mm
选用8
(3)验算配筋率。
As'2.05%(0.60.1)%0.5%
A'且一侧钢筋配筋率为0.77%0.2% 故满足不少于最小配筋率的要求。
'2.05%3%,故无需用Ac代替A。
3-2由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm×250mm,柱高4.0m,计算高度
804mm2)。C30混凝土,HRB400级钢筋,承受轴向l0H4.0m,配筋为416(As力设计值N=950kN。试问柱截面是否安全?
习题3—2属于轴心受压构件的截面承载力校核问题。
'2已知:bh250mm250mm, H4.0m, N950kN, As804mm材料:
C30, HRB400, fc0.814.3, fy360, l0H4.0m, 验:NuN?
【解题要点】: (1)验算配筋率。
As''1.29%0.5%,(一侧配筋率大于0.2%)且小于3%
A'(2)求承载力。
l0b16, 8.7,
Nu0.9(fy'As'fcA)786.5kNN
(3)结论。
承载力不满足要求,即不安全。应加多配筋或增大截面尺寸。 若取l00.7H2.8m,
l0b11.2, .965
Nu0.9(fy'As'fcA)872.4kNN,不安全。
3-3已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500mm,柱高5.0m,计算高度l0=H=5m,配HRB400
2010mm2),C30混凝土,螺旋箍筋采用R235,直径为12mm,螺距为钢筋1016(Ass=50mm,试确定此承载力。
习题3—3属于公路桥涵工程中配有螺旋箍筋的轴心受压柱承载力计算问题。
'2已知圆柱d500mm, l0H5.0m,纵筋HRB400,As2010mm,螺旋箍筋R235,
直径12mm,螺距s50mm,混凝土C30,求Nu? 【解题要点】:
(1)基本参数的确定。 由附表(10—11),取柱的保护层厚度c40mm,
'fcd13.8N/mm2, dcor420mm, fsd330, fsd195, As01113.1mm2, k2.0
(2)计算长细比
l01012 d(3)考虑间接钢筋影响时,柱的正截面承载力Nu1 由式(3-13)
As0dcorAs01s2983.1mm20.25As'2010mm2,Acor138474mm2
''由式(3-12)知:Nu10.90(fcdAcorfsdAskfsdAs0)3363.9kN
(4)不计间接钢筋影响时,柱的正截面承载力Nu2
''由式(3-4)知:Nu20.9(fcdAfsdAs)2914kN
(5)确定最终柱的正截面承载力Nu
因Nu2Nu11.5Nu24371kN,至此,符合考虑间接钢筋影响的所有要求,故
NuNu13350.8kN。
3-5 某工业厂房屋架,外形尺寸及节点荷载设计值(含自重)如图所示,环境类别为一类,杆件DE和EF的截面尺寸分别为250mm×250mm和300mm×300mm,计算长度分别为2m和8m,混凝土的强度等级为C30,钢筋采用HRB335级。要求按承载力极限状态为杆件DE和DF配置纵向受力钢筋。 解:(1)求杆件内力
由受力分析知:NDE=250kN(压),NEF=500kN(拉) (2)为压杆DE配置纵筋
材料:C30, HRB335, fc0.814.3, fy300, 杆件l02.0m,l0b8, 1.0
N0.814.325020.9As'1457mm2
300As''minbh0.6%2502375mm2,选配412(452)。
(3)为拉杆EF配置纵筋
AsN5000001666.7mm2,选配425(19)。 fy3004-1一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸bh250mm500mm,混凝土强度等级C25,HRB335钢筋,弯矩设计值M125kNm,试计算受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。
习题4—1属于单筋矩形截面受弯构件的正截面设计问题。
2【解题要点】:材料参数:混凝土C25,1fc11.9N/mm,按一类环境,c=25mm;钢
2筋HRB335,fy300N/mm,b0.55,min0.2%。h0365mm
sM0.1943
1fcbh02112s0.2181b0.55(不超筋) x101.4m
Asbh01fcfy1006mm2
As/bh0.805min0.2%(不少筋)
选配筋为322(As1140mm2) 或418(As1017mm2)
4-2一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸bh220mm500mm,弯矩设计值M120kNm,混凝土强度等级C25。试计算纵向受力钢筋截面面积As:(1)当选用HPB235钢筋时;(2)改用HRB335钢筋时;(3)M180kNm时。最后,对三种结果进行对比分析。
习题4—2属于单筋矩形截面受弯构件的正截面设计问题。
(1)混凝土C25,1fc11.9N/mm2,按一类环境,c=25mm;钢筋HPB235,
fy210N/mm2,b0.614,min0.272%,h0h35465mm。
sM0.2120
1fcbh02112s0.2410b0.614(不超筋)
Asbh01fcfy1397.4mm2
As/bh1.27%min0.272%(不少筋)
(2)钢筋改用HRB335,fy300N/mm2
A11sfy1fy111As2101397.4978.2mm2,节省30% 300验算可知,同样满足适筋梁要求。 (3)M=180,sM0.31800.3970b 21fcbh0121122采用HPB235,As2301mm,采用HRB335As0.72301mm1611mm
(4)M=220,b=200mm,HRB335
sM0.428sb0.3988(超筋) 21fcbh0或112s0.619b0.55(超筋)
2或Mub(10.5b)1fcbh0sb1fcbh02205.23106N·mm
205.23kN·mM220kN·m(超筋)
应按双筋截面设计,或增大截面尺寸。 (4)按双筋 设b0.55
(M205.23)106A114.5mm2 '300(h0as)'sAsAs'bbh01fcfy2143.44mm2
4-5一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸bh200mm500mm,混凝土强度等级C25,HRB335
2钢筋(218),As509mm。试计算梁截面上承受弯矩设计值M80kNm时是否安
全?
习题4—5属于单筋矩形截面受弯构件的正截面承载力校核问题。 【解题要点】:取c=25 d=18
dh0h(c)466mm
2(1)验算是否少筋。(略) (2)求x,并验算是否超筋。
xfyAs1fcb.16mmbh0256mm(不超筋)
(3)按适筋梁的基本计算公式求Mu
Mu1fcbx(h00.5x)66.26kN·m,
m 或MufyAs(h00.5x)66.26kN·(4)结论。
因Mu66.26kN·mM80kN·m,故不安全。
4-9 一钢筋混凝土矩形截面简支梁,环境类别为一类,bh250mm500mm,承受均布活荷载标准值qk=20kN/m,恒荷载标准值gk=2.25kN/m,混凝土强度等级C25,配有HRB335钢筋416,As=804mm2,梁计算跨度l0=5200mm。试验算梁的正截面是否安全? 解:q=1.2gk+1.4qk=30.7 kN/m,M= q l02/8=103.766 kN·m
xfyAs1fcb81.08mmbh0256mm
MufyAs(h00.5x)102.38kN·mM103.766,故梁的正截面安全。
4-10如图3-53所示雨篷板,板厚h=60mm,板面上有20mm厚防水砂浆,板底抹20mm厚混合砂浆。板上活荷载标准值考虑500N/m2。HPB235钢筋,混凝土强度等级C15。试求受
拉钢筋截面面积As,并绘配筋图。
习题4—10属于单筋矩形截面受弯构件(单向板)的截面设计问题。 【解题要点】:取1m板宽为计算单元,计算跨度l01200mm,c15mm (1)确定悬臂板根部(固定端)弯矩设计值。
板的自重标准值:gk0.02200.06250.02172.24kN/m 作用在板上的活荷载标准值qk0.5kN/m
以恒载为控制的组合设计值q1.35gk1.40.7qk3.52kN/m 以活载为控制的组合设计值q1.2gk1.4qk3.388kN/m 故应取q3.52kN/m
Mql02/22.53kN·m
(2)计算配筋。
h040mm,b1000mm
sM0.2196 21fcbh0112s0.2512b0.614(不超筋)
Asbh01fcfy344.4mm2/m
(3)验算,并配筋、作图。
As/bh0.861%min0.2%(不少筋)
2选配受力筋为φ8@140 (As359mm/m),分布筋为φ8@250。作图略。
4-12已知一矩形梁截面尺寸bh200mm500mm,弯矩设计值M216kNm混凝土
强度等级C30,在受压区配有3ф20的受压钢筋,试计算受拉钢筋面面积As(HRB335钢筋)。
习题4—12 属于双筋矩形截面设计问题,
已知As'942, bh200500, M216,C30,1fc14.3,HRB335,fy300fy',
h0465mm,
sMfy'As'(h0as')1fcbh200.153,0.1667b
且h02a's70mm
AsAs'bh01fcfy9420.166720046514.3942738.91680.9mm2 300
4-14已知一双筋矩形梁截面尺寸bh200mm450mm,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,配置2ф12受压钢筋,3ф25+2ф22受拉钢筋试求该截面所能承受的最大弯矩设计值M。
习题4-14属于双筋矩形截面受弯构件的正截面承载力校核问题。
已知:b×h=200mm×450mm,混凝土C30, α1fc=14.3N/mm2,钢筋HRB335, fy=300N/mm2,As2233mm2,As'226mm2,求Mu。
【解题要点】:(1)求受压区高度x,并验算基本公式的适用条件。 取as60mm,as'35mm,h0390mm
xAsfyA'sf'y1fcb210.5bh0228.25mm,且x2as'70,符合适用条件.
求Mu。
m 直接按基本公式求:Mua1fcbx(h0x/2)A'sf'y(h0a's)195.5kN·
4-15某连续梁中间支座截面尺寸bh250mm650mm,承受支座负弯矩设计值M239.2kNm,混凝土强度等级C20,HRB335钢筋。现由跨中正弯矩计算的钢筋中弯起2ф18伸入支座承受负弯矩,试计算支座负弯矩所需钢筋截面面积As,如果不考虑起钢筋的作用时,支座需要钢筋截面面积As为多少?
习题4-15属于单(双)筋矩形截面受弯构件的正截面设计问题。 【解题要点】:设受拉筋排两排,取as60mm
(1) 先按下考虑弯起钢筋的作用,按单筋矩形截面计算配筋,可得As1634.4mm2 (2) 考虑弯起钢筋218509mm2,则实际需另加钢筋截面面积为
1634.4-509=1125.4mm2故需加配筋3221140mm2
(3) 若跨中钢筋不弯起,且直通邻跨,可作支座截面的受压钢筋用,此时按双筋截面设
计,即已知压筋As'509mm2,可求得拉筋As1427 mm2,
2则选配受拉筋为325(As1473mm)。
请同学自行作配筋图。
4-16某整体肋梁楼盖的T形截面主梁,翼缘计算宽度bf2200mm,b300mm,
hf80mm,选用混凝土强度等级C20,HRB335钢筋,跨中截面承受最大弯矩设计值
M275kNm,试确定该梁的高度h和受拉钢筋截面面积As,并绘配筋图。
习题4-16属于T形截面受弯构件的正截面设计问题。 已知:混凝土C20,钢筋HRB335,M=275kN·m,… 【解题要点】:
依据经验设截面高度h600mm,取as60mm双排则h00mm, (1) 判断截面类型
h'f848kN·因1fcbhh0mM275kN·m,故为第一类T形截面
2'f'f(2) 按单筋矩形截面bfh=2200×600mm截面进行配筋计算。
'sM1fcbh0'f20.0447
112s0.0457b0.55(显然不超筋,故一般无需作此验算)
Asb'fh01fcfy1737.2mm2
(3) 验算配筋率,并配筋。
As/bh0.965%min0.2%(不少筋)
选配筋为620(As=1884mm2)
4-17某T形截面梁翼缘计算宽度bf500mm,b250mm,h600mm,hf100mm混凝
土强度等级C20,HRB335钢筋,承受弯矩设计值M256kNm,试求受拉钢筋截面面
积,并绘配筋图。
习题4-17属于T形截面受弯构件的正截面设计问题(第二类)。 已知条件:混凝土C20,1fc9.6N/mm2,HRB335级钢筋,fy300N/mm2,
m b0.55,M256kN·【解题要点】:(1)判断截面类型
设受拉纵筋为双排配置,取as60mm,h00mm.
h'f因1fcbfhf(h0)235.2kN·mM256kN·m,故为第二类T形截面
2''(2)求x。
由式(4-52)得:
x120.2mmbh0297mm(不超筋)
(3)计算As。
由式(4-51)得As1761.5mm2(显然不会少筋),选配筋为420+218,AS12565091765mm2(请注意理解公式(4-51)、(4-52)及其适用条件)
4-18某T形截面梁,翼缘计算宽度bf1200mm,b200mm,h600mm,,hf80mm混凝土强度等级C20,配有4ф20受拉钢筋,承受弯矩设计M131kNm,试复核梁截面是否安全。
4-18属于T形截面受弯构件的正截面校核问题。
As1256,as60,M131kN·m
fyAs3001256376.8kN1fcb'fh'f11.91200801142.2
属第一类T形截面。
xfyAs1fcb'f26.4
xMufyAs(h0)376.8106(013.2)198.5kN·mM131,安全。
2
5-1已知某均布荷载的矩形截面梁截面尺寸bh250mm600mm(取as35mm),采用C25混凝土,箍筋为HPB235钢筋。若已知剪力设计值V150kN,试求采用ф8双肢箍筋间距s?
习题5-1属于矩形截面受弯构件的斜截面承载力计算问题。
V150kN,bh250mm600mm,as35mmhwh0565mm,混已知:均布荷载,
凝
土
C25
,
a1fc11.9N/mm2,ft1.27N/mm2,HPB235级钢筋,
fyv210N/mm2,Asv150.3,n2,求s?
【解题要点】:(1)验算截面尺寸。
hw/b2.264,c1.0,0.25cfcbh0420kNV150kN,截面尺寸满足要求。
(2)验算可否直接构造配筋。
0.7ftbh0125.6kNV150kN
故应按计算配置箍筋。
(3)计算箍筋。 由式(5-7),可得:
nAsv1V0.7ftbh00.1 s1.25fyvh0snAsv1/0.1250.3/0.1613mmsmax250mm
取ssmax250mm. (4)验算配箍率
svnAsv10.161%sv,mln0.24ft/fyv0.145%,满足要求。 bs故最终配箍为双肢,φ8@250。
5-2图4-51示钢筋混凝土简支梁,集中荷载设计值F120kN,均布荷载设计值(包括梁自重)q10kN/m。选用C30混凝土,箍筋为HPB235钢筋。试选择该梁的箍筋(注:
图中跨度为净跨度,ln4000mm)。
习题5-2属于矩形截面受弯构件的斜截面承载力计算问题。
已知:以集中荷载为主,Vmax140kN,bh250600,as35mm(c25mm),
hwh0565mm,混凝土C30,a1fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2,HPB235级钢
2筋,fyv210N/mm,Asv150.3,n2求s?
【解题要点】:(1)验算截面尺寸。
hw/b4,c1.0,0.25cfcbh0504.9kNVmax140kN
截面尺寸满足要求。
(2)验算可否直接按构造配筋。
a/h02.653,
1.75ftbh096843N96.843kNVmax140kN 1故应按计算配置箍筋。 (3)计算箍筋。
由式(5-8),可得:
nAsv1sV1.75ftbh010.3637mm2/mm fyvh02选箍筋直径为8mm双肢n2,Asv150.3mm,
snAsv1/0.3637101/0.3637276.6smax250mm,故取ssmax250mm
(4)验算配箍率。
sv1nAsv10.162%sv,min0.24ft/fyv0.163%,满足要求。故最终配bs箍为双肢,8@250。
集中力间的梁段剪力很小,可按构造配箍筋力8@250。
5-4图5-52所示的钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸bh250mm600mm,荷载设计值F170kN(未包括梁自重),采用C25混凝土,纵向受力筋为HRB335钢筋,箍
筋为HPB235钢筋,试设计该梁。试求:(1)确定纵向受力钢筋根数和直径;(2)配置腹筋(要求选择箍筋和弯起钢筋,假定弯起钢筋终点距支座截面边缘为50mm)。
习题5-4属于梁的设计综合题,即要全面考虑梁的正、斜截面的承载力问题。
【解题要点】:(1)考虑自重g1.20.250.6254.5kN/m后,跨中弯矩设计值
M275.25kN·m,支座剪力V183.5kN。
(2)按正截面承载力要求计算纵筋。
h0565mm,1fc11.9N/mm2,fy300N/mm2,s0.29,0.35,
As1970mm2
2选配筋为425(As19mm1970)
(3)配置腹筋。
选择每次弯起125,45,分两次弯起,以保证在支座与集中力区段内的任一斜截面均
2能截到125弯起筋,Asb490.9mm
验算截面尺寸可知,截面尺寸满足要求。
直接按计算求箍筋用量:a/h02.653,fyv210N/mm
2nAsv1sV1.75ftbh000.8fyAsbsin10.007mm2/mm(过小)
fyvh0按构造选配箍筋为8@250。验sv250.30.1610.24ft/fyv0.145%
250250不考虑弯筋
nAsv1sV1.75ftbh010.817 fyvh0
取双肢8,nAsv1101,s124取8@120
5-6已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁,计算跨度l06000mm,净跨ln5760mm,截面尺寸bh250mm550mm,采用C20混凝土,HRB335钢筋纵向钢筋和HPB235钢筋箍筋。若已知梁的纵向受力钢筋为4ф22,试求:当采用ф8@200双肢箍和ф10@200双肢箍时,梁所能承受的荷载设计值g+q分别为多少?
习题5-6属于梁的综合计算题,即考虑梁的正、斜截面的承载力均满足要求时所能承受的外荷载。
已知:简支梁截面bh250mm550mm,混凝土C30,按一类环境,保护层c=25mm,
as35mm,hwh0515mm,1fc14.3N/mm2,ft1.43N/mm2,纵筋HRB335级
22钢筋,b0.55,fy300N/mm,配置422,As1520mm;箍筋HPB235级钢筋,
fyv210N/mm2,配置双肢,10@200,Asv178.5,n2,求:作用在梁上的最大均布
荷载设计值g+q=?
(1)求梁的正截面抗弯承载力Mu。 由式(4-8):xfyAsa1fcb127.55mmbh0280.5mm(不超筋)
m 由式(4-9b):MufyAs(h0x/2)203.48kN·(2)求由Mu控制的g+q。
由条件MMu,有(gq)l0/8Mu,即:
2gq8Mu/l045.22kN/m
(3)求梁的斜截面抗剪承载力Vu。 由式(5-7):VuVcs0.7ftbh01.25fyv(4)求由Vu控制的g+q。
由条件VVu,有(gq)ln/2Vu,即:
2nAsv1h0165514.1N sgq2Vu/ln67.7kN/m
综合得梁所能承受的均布荷载设计值gq45.22kN/m。
6-2已知一均布荷载作用下钢筋混凝土矩截面弯、剪、扭构件,截面尺寸
构件所承受的弯设计值M50kNm,剪力设计值V52kN,bh200mm400mm。
扭矩设计值T4kNm。钢筋全部采用HPB235级钢,采用C20混凝土,试设计其配筋。
习题6-2属于弯剪扭构件的配筋计算问题。
C20 1fc9.6,bh200400
M50kN·m V52kN T4kNm fyvfy210
【解题要点】:取c=30mm,则as40mm,h0360mm,bcor140mm,hcor340mm (1)计算受弯纵筋。
sM0.20.227 2a1fcbh0Asbh0a1fc745.9mm2minbh1mm2 fy(2)计算剪扭箍筋。
Wt66.67105mm3
先验算截面:hw/b=1.8<4,验算知满足条件
VT0.25cfc bh00.8Wt检查可否简化计算:0.35ftbh026.18kNV,不可忽略V;
0.17ftWt1.28kN·mT,不可忽略T。
VT1.360.7ft0.77,应计算配筋。 bh0Wut1.50.936,取1.2(最佳比) VWt10.5Tbh0抗扭箍筋量:
Ast1T0.35tftWt0.1216 st1.2fyAcor抗剪箍筋量:
Asv1V0.7(1.5t)ftbh00.1097 sv1.25nfyvh0
Ast1Asv1Asv1剪扭箍筋:0.2312,取箍筋为8@200,0.2515
stsvsnA*sv10.00252sv,min0.28ft/fy0.00147,满足要求。 验算配箍率:
bs(3)计算受扭纵筋。
fyvAstlAst1Ucorst140mm2
fy验算受扭纵筋配筋率:
tl,min0.6Tft0.195%,tl,minbh156mm2Astl
bVfy2故取Astl156mm
(4)配置纵筋。
2按受扭纵筋的构造要求,Astl分上、中、下三排,各为Astl/352mm,上、中、各配28;
下(底)排纵筋总量要求为
52745.9797.9mm2,选配
220116(628201.1829.1)。
7-1已知矩形截面柱b300mm,h400mm。计算长度l0为3m,作用轴向力设计值
N300kN,弯矩设计值M150kNm,混凝土强度等级为C20,钢筋采用HRB335
的数量。 级钢,设计纵向钢筋As及As
习题7-1属于偏心受压构件按非对称配筋的截面设计。 【解题要点】 (1)计算ei和
ea20mmh/3013.3mm
e0M/N500mm,eie0ea520mm
查附表7-1,柱混凝土保护层c=30mm,故h0hcd/2360mm
l0/h7.55,应考虑偏心距增大系数,l0/h7.515,21.0
11.921.0,取1.0
2111400ei/h0l0121.028 h(2)判断偏心受压类型。
ei534.6mm0.3h0108mm
故按大偏心受压构件设计。 (3)计算As'。
补充条件:b0.55
eei'shas694.6mm 22Ne1fcbh0b(10.5b)A620.3mm20.002bh240mm2
f'y(h0a's)(4)计算As。
As1fcbh0bAs'fy'Nfy1521.1mm20.002bh240mm2
22全部钢筋AsAs'2141.4mm0.006bh720mm
满足附表9-1对受压构件纵筋的最小配筋率的两项要求。 (5)配筋。
2选用受压钢筋316(As'603mm)
2选用受拉钢筋422(As1520mm),符合净距不小于50mm的要求。
(6)垂直M作用平面受压承载力验算。
大偏心受压,垂直M作用平面方向的受压承载力一般满足要求,无需验算?
7-2已知条件与题7-1相同,但受压钢筋已配有4ф16的HRB335级钢筋的纵向钢筋。设计As数量。
习题7-2属于已知受压钢筋As,计算受拉钢筋As的情况。 【解题要点】
由习题7-1的判断知,可先按大偏心受压构件计算。 由式(7-7)变形为:
'
sNeAs'fy'(h0as')1fcbh020.351
112s0.455b0.55,符合大偏心受压条件
xh02as'80mm,由式(7-6):
Asa1fcbh0A'sf'yNfy1376.5mm2minbh240mm2
22且总纵向受力钢筋AsAs'2180.5mm0.006bh720mm 2受拉钢筋选用222+220(As1388mm)
7-6已知条件同题7-1,设计对称配筋的钢筋数量。
习题7-6属于偏心受压构件按对称配筋的截面设计问题。 【解题要点】: 由条件ei534.6mm0.3h0108mm,及NbN知, 应按大偏心受压构件设计。
xN104.2mm2as'80mm a1fcb由式(7-29):
xNea1fcbx(h0)21208mm2bh240mm2 AsAs'minfy'(h0as')'22总钢量为AsAs2416mm0.006bh720mm 2每侧钢筋选用420(AsAs'1256mm)
7-7已知矩形截面柱h600mm,b400mm,计算长度l06m,柱上作用轴向力设计值
N2600kN,弯矩设计值M78kNm,混凝土强度等级为C30,钢筋为HRB400钢筋。设计对称配筋的钢筋数量。(新版M180kNm)
习题7-7属于偏心受压构件按对称配筋的截面设计问题(小偏压)。 【解题要点】: (1)计算ei和。
ea20mmh/30
e0M/N30mm,eie0ea50mm(e0M/N69mm,eie0eamm)
查附表7-1,柱混凝土保护层c=30mm,故h0hcd/2560mm
l0/h105,应考虑偏心距增大系数,l0/h1015,取21.0
10.661.0,取10.66
1l01121.528(1.297)
1400ei/h0h(2)判断偏心受压类型。
2ei76.4(115.4)mm0.3h0168mm
故为小偏心受压构件。 (3)计算。
eeihas336.4(375.4)mmb0.518 2由式(7-34):
0.759(0.723)
可见b21b1.082,满足钢筋应力条件式(7-15) (4)计算As(As),配筋。
'Ne1fcbh0(10.5)AsAs'159.4mm20.002bh480mm2 ''fy(h0as)'2'2取全部钢筋AsAs2As0.005bh1200mm,即AsAs600mm
2满足附表9-1对受压构件纵筋的最小配筋率的两项要求。 选用配筋为每侧3
's216(AsAs'603mm)
Ne1fcbh0(10.5)790.4mm20.002bh480mm2 (AsA''fy(h0as)AsAs'2As0.005bh1200mm2
选用配筋为每侧3
218(AsAs'763mm))
2
(5)M作用平面外受压承载力验算。
l0/b15,查表21,得0.5
Nu0.9(2f'yA'sfcA)3114.2(3207)kNN2600kN
故垂直M作用平面方向的受压承载力满足要求。
7-11已知工字形截面柱尺寸如何6-36所示,计算长度l06m,轴向设计值N650kN,弯矩设计值M226.2kNm,混凝土强度等级为C25,钢筋为HRB335级钢。设计对称配筋的数量。
习题7-11属于工作截面对称配筋的截面设计。 【解题要点】(1)计算e和。 工形截面特征参数: A=118720mm2
bfh3(bfb)(h2hf)3Iy277.735108mm4
1212iyIyA255.mm
(h2hf)b3hfb3fIx28.9108mm4
1212ixIx86.6mm Al0/iy23.4517.5(或l0/h8.575),应考虑二阶弯矩。
eah/3023.3mm20mm
e0M/N348mm,eie0ea371.3mm
查附表7-1,柱混凝土保护层c30mm,as40mm故h0660mm
11.0871.0,取11.0,l0/h8.5715,取21.0 111400ei/h0eeil0121.093 h2has715.8mm 2(2)判断偏心受压类型,计算(x)。
假设为大偏心受压构件,且hf'xbh0363mm。 则由式(7-36),且考虑对称配筋,可得:x290.77mm 可见上述假设成立。 (3)计算As(As'),配筋。 由式(7-37),可得:
AsAs'523.7mm20.006A/2356.16mm2
满足附表9-1对受压构件纵筋的最小配筋率的两项要求。
2选用配筋为每侧316(AsAs'603mm),或218+114 (4)M作用平面外受压承载力验算。(可略)
l0/ix69.25,查表21,得0.75
Nu0.9(2f'yA'sfcA)1181.6kNN650kN
故垂直M作用平面方向的受压承载力满足要求。
7-19某偏心受压柱,截面尺寸bh400mm600mm,柱子净高Hn3.5m。设
asas35mm,混凝土强度等级为C30,箍筋用HBP235级,在柱端作用轴向压力设计
值N800kN,剪力设计值V269kN,试确定该柱斜截面抗剪承载力所需的箍筋数量。
习题7-19属于受压构件的斜截面承载力计算问题。 【解题要点】:
(1) 验算截面尺寸。
hwh0565,hw/b1.414
0.25cfcbh0807.95kNV269kN
截面尺寸满足要求。
(2)检查是否按构造配箍筋?
Hn/(2h0)3.13,取3,N0.3fcA1029.6kN 1.75ftbh00.07N197.4kNV269kN,应按计算配箍筋。 1(3)计算箍筋用量,并配箍筋。 由式(6-113):
nAsvsV(1.75ftbh00.07N)10.603mm2/mm
fyvh02取双筋,直径d8mm,nAsv100.6mm
snAsv/0.603167mm
选配箍筋为8@150(或10@250)。
7-20某偏心受拉构件,截面尺寸bh300mm400mm,截面承受轴向力设计值为N852kN,在距节点边缘480mm处作用有一集中力,集中力产生的节点边缘截面剪力设计值V30kN。混凝土强度等级采用C30,箍筋采用HPB235,纵筋用HRB400级。求该拉杆所需配置的箍筋。
习题7-20属于受拉构件的斜截面承载力计算问题。 【解题要点】:
(1)验算截面尺寸。
hwh0365,hw/b4
0.25cfcbh0391.5kNV30kN
截面尺寸满足要求。
(2)检查是否考虑混凝土抗剪?
a/h01.321.5,取1.5 1.75ftbh00.2N60.8kN0 1故因较大拉力的作用而不考虑混凝土抗剪。 (3)计算箍筋用量,并配箍筋。 由式(7-116)变为:
nAsvV00.3914mm2/mm sfyvh0sv
nAsv1f0.0013sv,min0.36t0.0025 bsfyv
令svnAsv10.0025,取双筋,直径d8mm,nAsv1100.6mm2 bssnAsv1/0.0025b134.1mm
选配箍筋为8@130(或10@200)。
8-1某门厅入口悬挑板l03m,板厚h300mm,配置ф16@200的HRB335钢筋,如图
27-12。混凝土为C30级,板上均布荷截标准值;永久荷截gk8kN/m;可变荷载
qk0.5kN/m2(准永久值系数为1.0)。试验算板的最大挠度是否满足《规范》允许挠度
值的要求?
习题8-1属于受弯构件的变形(挠度)验算问题。
【解题要点】:取1m板宽为研究对象,计算跨度l03m, 弯矩组合标准值Mk(gkqk)l0/238.25kN·m
弯矩组合准永久值Mq(gkqqk)l0/238.25kN·m(依题意q1)
24混凝土C30,,ftk2.01N/mm,Ec3.010,按二(a)类环境,取c=20mm,钢筋52HRB335,Es2.010,E6.67,h0277mm,As1005mm
220.00363 te0.0067 sk157.93
1.1
0.65ftktesk0.1340.2,故取0.2
Bs2.681013
B1.341013
qlaf06.4mmalim2l0/20030mm
8B
8-2计算习题8-1中悬挑板的最大裂缝宽度。
习题8-2属于受弯构件的裂缝宽度验算问题。
【解题要点】:同理取1m板宽为研究对象,计算跨度l03m,内力及相关数据同上题。 但按式(7-13)计算时要求te0.01,故取te0.01。
41.10.65ftktesk0.2730.2
wmax2.1skd1.9c0.080.072mm.Esvpte
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